Hielscher Cascatrode – Đầu dò siêu âm có diện tích bề mặt lớn

Hielscher Cascatrodes™ là các đầu phát siêu âm (đầu dò siêu âm) được thiết kế đặc biệt để xử lý siêu âm hiệu quả ở mức công suất siêu âm cao với cường độ siêu âm thấp hoặc trung bình – thường dưới 60W/cm² và biên độ dưới 60 micromét.

Hielscher đã phát triển Cascatrode™ cho các ứng dụng xử lý công nghiệp. Cascatrodes™ có sẵn cho tất cả các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp – từ UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) và UIP2000hdT (2kW) cho đến thiết bị siêu âm mạnh nhất thế giới UIP16000 (16kW).

Khi phát triển hoặc thử nghiệm các quy trình xử lý siêu âmmới, chẳng hạn như: nhũ hóa, phân tán, đồng nhất hóa, phá vỡ tế bào và chiết xuất, phá kết tụ, hoặc khử khí bạn sẽ nhận thấy rằng một số thông số xử lý siêu âm cụ thể phù hợp với quy trình hơn các thông số khác.

Bạn có thể thay đổi cường độ siêu âm mà không thay đổi công suất đầu ra: Hoặc tập trung công suất đầu ra lên một bề mặt nhỏ với cường độ cao (W/cm² cao) hoặc truyền công suất vào môi trường thông qua một diện tích bề mặt lớn với cường độ thấp hơn (W/cm² thấp). Cường độ tăng khi biên độsiêu âm cao hơn, khi áp suất chất lỏng cao hơn hoặc khi độ nhớt cao hơn và giảm khi nhiệt độcao hơn. Khi đã xác lập được cấu hình thông số tối ưu cho quy trình của mình, bạn cần giữ nguyên cấu hình này trong quá trình mở rộng quy mô. Khi mở rộng quy mô, bạn không nên thay đổi biên độ và áp suất xử lý siêu âm. Bằng cách này, bạn giữ cho cường độ siêu âm – tức là công suất siêu âm đầu ra trên một đơn vị diện tích bề mặt (Watts/cm²) – không đổi. Theo đó, bạn cần diện tích bề mặt đầu phát siêu âm lớn hơn để truyền nhiều công suất hơn ở một cường độ bề mặt nhất định – đây là mối tương quan tuyến tính.

Hielscher cung cấp nhiều loại đầu phát siêu âm (=đầu dò xử lý siêu âm) cho các thiết bị siêu âm của mình. Thông thường, các đầu phát siêu âm có đường kính đầu mút khác nhau để tạo ra các diện tích bề mặt đầu mút khác nhau. Các bề mặt thẳng đứng của đầu phát siêu âm thường đóng góp không đáng kể vào việc truyền công suất, vì biên độ dao động của chúng theo hướng vào môi trường chất lỏng rất thấp. Thiết kế Cascatrode™ khác biệt ở chỗ bổ sung các bề mặt nằm ngang hình vành khuyên vào bề mặt đầu mút. Mỗi vành được bố trí tại một trong các vị trí có biên độ dao động cực đại của đầu phát siêu âm. Nhờ các vành này, diện tích bề mặt dao động truyền siêu âm vào môi trường cần xử lý có thể tăng lên đáng kể – cho phép truyền công suất siêu âm cao hơn vào chất lỏng ở một cường độ bề mặt nhất định. Cascatrode™ cho phép truyền công suất siêu âm cao ở biên độ cao vào môi trường được xử lý.

Hielscher Cascatrodes™ có nhiều chiều dài, đường kính và số lượng vành khác nhau – được thiết kế để phù hợp với cường độ xử lý và ứng dụng siêu âm cụ thể. Do được sử dụng cho các quy trình có công suất cao và thể tích xử lý lớn, Cascatrodes™ chủ yếu được lắp đặt trong các hệ thống dòng chảy liên tục. Chúng có thể kết hợp với các buồng phản ứng dòng chảy để xử lý hiệu quả trực tiếp trên đường ống ở quy mô công nghiệp.